FR2779839A1 - Systeme electrocommandable a proprietes optiques variables - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet un système électrocommandable à diffusion et/ ou transmission lumineuse variable comprenant un film (1, 21) fonctionnel muni de couches électroconductrices (2, 3, 22, 23), ledit film comportant des éléments actifs sous forme de particules polarisantes, ou de cristaux liquides associés à des colorants dichroïques, et en suspension dans un médium. Ledit système est muni de moyen (s) prévenant/ compensant la dégradation par photoréduction d'au moins une partie des éléments actifs, notamment la dégradation des colorants dichroïques et/ ou celle des particules polarisantes.

Description

SYSTEME ELECTROCOMMANDABLE A
PROPRIETES OPTIQUES VARIABLES
La présente invention concerne des systèmes électrocommandables à propriétés optiques variables, et plus précisément les vitrages dont on peut modifier la diffusion lumineuse et/ou la transmission lumineuse sous l'effet
d'une alimentation électrique appropriée.
Il existe en effet une demande accrue pour les vitrages dits
"intelligents " dont on peut moduler certaines des propriétés à volonté.
Contrôler, modifier le niveau de diffusion lumineuse du vitrage permet ainsi de contrôler le degré de vision à travers le vitrage, notamment afin qu'il soit transparent ou au contraire diffusant, empêchant ainsi l'identification des personnes/objets de l'autre côté du vitrage. Les applications de tels vitrages sont variées: on peut ainsi penser à en équiper les cloisons internes entre les pièces dans un bâtiment, notamment dans des bureaux, ou entre deux zones/compartiments de moyens de locomotion terrestres, aériens ou maritimes, ou pour équiper des vitrines ou tout type de contenants. De manière générale, ils peuvent aussi équiper toute fenêtre de bâtiment ou de moyens de locomotion (fenêtre de train, hublots de cabine de bâteau ou d'avions) Il existe actuellement différentes familles de systèmes fonctionnels à diffusion/transmission lumineuse électrocommandable (ci-après désignés sous
le terme de " systèmes fonctionnels ").
Une première famille de systèmes fonctionnels est connue sous le terme de vitrage à cristaux liquides. Il est basé sur l'utilisation d'un film placé entre deux couches conductrices et à base d'une matière polymère, dans laquelle sont dispersées des gouttelettes de cristaux liquides, notamment nématiques à -2- anisotropie diélectrique positive. Les cristaux liquides, quand le film est mis sous tension, s'orientent selon un axe privilégié, ce qui autorise la vision. Hors tension, en l'absence d'alignement des cristaux, le film devient diffusant et empêche la vision. Des exemples de tels films sont décrits notamment dans les brevets européen EP-0 238 164, et américains US-4 435 047, US-4 806 922, US-4 732 456. Ce type de film, une fois feuilleté et incorporé entre deux substrats en verre, est commercialisé par la société SAINT-GOBAIN VITRAGE sous la dénomination commerciale " Priva-Lite ". On peut en fait utiliser tous les dispositifs à cristaux liquides connus sous les termes de cristaux " NCAP" (Nematic Curvilinearly Aligned Phases) ou " PLDC " (Polymer Dispersed Liquid Cristal). Une autre famille est celle communément désignée sous le terme de valve optique: il s'agit généralement de films comprenant une matrice de
polymère, éventuellement réticulé, dans laquelle sont dispersées des micro-
gouttelettes contenant des particules qui présentent la propriété de se placer selon une direction privilégiée sous l'action d'un champ électrique ou magnétique. En fonction notamment du potentiel appliqué aux bornes des couches conductrices placées de part et d'autre de ces films et de la concentration et de la nature des particules orientables, les films présentent
des propriétés optiques variables. Il est, par exemple, connu du brevet WO-
93/09460 une valve optique à base d'un film comprenant une matrice en polyorganosilane réticulable et des particules orientables minérales ou organiques, plus particulièrement des particules absorbant la lumière telles que des particules de polyiodure. Quand le film est mis sous tension, les particules interceptent beaucoup moins la lumière que lorsqu'il est hors tension: ce système permet donc d'obtenir des vitrages à transmission lumineuse variable,
généralement associée à une diffusion lumineuse également variable.
Qu'il s'agisse de valves optiques ou de systèmes à cristaux liquides, ces systèmes se présentent usuellement sous la forme d'un film de polymère. Afin d'assurer son alimentation électrique, on le dispose usuellement entre deux couches électroconductrices, notamment transparentes, par exemple en oxyde métallique dopé du type oxyde d'indium dopé à l'étain (ITO) ou oxyde d'étain dopé au fluor (SnO2:F). En outre, le film avec ses deux couches conductrices - 3 - est usuellement muni sur au moins une de ses faces, et de ce chacune d'entre elles, d'un substrat porteur/protecteur. Celui-ci est généralement transparent. Il peut être choisi rigide ou semi-rigide, minéral ou organique, par exemple être en verre, polymère acrylique du type polyméthacrylate de méthyle PMMA. Il peut aussi être flexible, notamment en polyéthylène téréphtalate PET. On peut avoir ainsi une structure du type PET/ITO/film fonctionnel/ITO/PET, qui se présente sous la forme d'une feuille souple aisément manipulable. Cet ensemble (polymère + couches électroconductrices + au moins un substrat porteur) peut ensuite être feuilleté à au moins un substrat rigide transparent du type verre à l'aide d'au moins une couche de polymère organique d'assemblage du type polyvinylbutyral PVB, éthylènevinylacétate EVA ou
certains polyuréthanes PU.
On a cherché à ajouter d'autres fonctionnalités aux vitrages à cristaux liquides, notamment pour pouvoir jouer non seulement sur leur niveau de diffusion lumineuse mais aussi sur leur niveau de transmission lumineuse, en ayant recours à des colorants. Les brevets EP-O 156 615 et EP-O 121 415 décrivent ainsi, par exemple, des colorants du type pléochroïque que l'on dissout dans les gouttelettes de cristaux liquides, ce qui permet d'obtenir des vitrages à la fois foncés/colorés et diffusants à l'état hors tension, et à la fois clairs et non diffusants à l'état sous tension. On peut ainsi obtenir un effet de "volet " rendant plus attractive l'utilisation de ces vitrages pour des applications extérieures, par exemple comme vitrages de façade de bâtiment
ou comme vitrages de toit-auto.
Cependant, ces applications extérieures sollicitent beaucoup les vitrages, et il s'est avéré que les systèmes fonctionnels avec colorants additionnels (comme les vitrages à cristaux liquides) ou les systèmes fonctionnels à particules polarisantes apportant elles-mêmes un effet colorant, notamment étant elles-mêmes de type dichroïque, tendaient à avoir une durée de vie nettement plus courte que ceux qui en étaient dépourvus, et de manière
d'autant plus nette qu'ils étaient utilisés en extérieur.
L'invention a alors eu pour but de remédier à cet inconvénient, en proposant une amélioration des systèmes fonctionnels à diffusion/transmission lumineuse électrocommandable, tout particulièrement ceux utilisant des - 4 - colorants ou des particules polarisantes à effet colorant, dichroïques, amélioration visant notamment à augmenter leur durée de vie, à augmenter
leur durabilité.
L'invention a tout d'abord pour objet un système électrocommandable à diffusion/transmission lumineuse variable qui comprend un film fonctionnel muni de couches électroconductrices. Ce film comporte des éléments dits "actifs " soit sous forme de particules notamment polarisantes (système à valve optique) soit de cristaux liquides (système à cristaux liquides) associés à des colorants dichroïques, et en suspension dans un médium. Il est prévu selon l'invention de munir le système de moyen(s) prévenant/compensant la dégradation par photoréduction d'au moins une partie des éléments actifs, notamment celle des colorants dichroïques (dans le cas des systèmes à cristaux liquides) ou des particules polarisantes elles-mêmes (dans le cas des
systèmes à valve optique).
L'invention a en effet découvert le mécanisme qui provoquait le vieillissement prématuré des systèmes, mécanisme de photoréduction qui tendait à dégrader irréversiblement les colorants dichroïques et les particules polarisantes lorsque les systèmes étaient soumis à un rayonnement ultraviolet intense et/ou prolongé. La solution a alors consisté à mettre en oeuvre des moyens pour lutter contre cette dégradation, ces moyens visant soit à empêcher cette photoréduction, soit, préférentiellement, à permettre en quelque sorte de " régénérer " les colorants, mis sous forme réduite/dégradée en les réoxydant en permanence, en "compensant " ainsi la réduction
photochimique subie par ceux-ci.
Selon une première variante, le moyen prévenant la dégradation comprend la sélection d'au moins une couche électroconductrice essentiellement métallique. Il s'est en effet avéré que substituer aux couches électroconductrices usuelles en oxyde dopé des couches métalliques, ou au moins une des deux, augmentait considérablement la durée de vie du système,
sans que les raisons précises en soient complètement expliquées.
Cette variante a l'avantage de la simplicité de mise en oeuvre: les technologies de dépôt de couche mince de type métallique disponibles permettent effectivement d'en contrôler les paramètres, notamment la nature - 5 - chimique, la densité, l'épaisseur, afin d'obtenir les propriétés recherchées, tout particulièrement ici un niveau de conductivité électrique suffisant combiné à un caractère transparent. On peut citer plus particulièrement la technologie de
dépôt par pulvérisation cathodique assistée par champ magnétique.
La couche métallique peut être avantageusement à base d'argent ou d'or, généralement en métal noble ou alliage contenant au moins l'un d'entre eux. Dans ce cas, il est souhaitable que la couche soit munie sur au moins une de ses faces (de préférence sur ses deux faces) d'une couche protectrice plus mince, notamment également métallique du type acier, alliage au Ni du type
NiCr, Inconel.
Selon une seconde variante, (alternative ou cumulative avec la première variante), le moyen prévenant la dégradation comprend la mise en contact du film muni de ses couches électroconductrices, sur au moins une de ses faces, avec une feuille à base de matériau polymère perméable à l'oxygène. Il s'est avéré qu'on pouvait aussi augmenter considérablement la durée de vie du système de cette manière. De façon simplifiée/imagée, tout se passe comme si cette feuille servait de " réservoir " à oxygène pour le film ou permettait de laisser passer de l'oxygène provenant d'une source d'oxygène, ce qui a un effet oxydant venant " compenser " I'effet réducteur des rayons ultraviolets
sur les colorants.
Avantageusement, la feuille à base de matériau polymère présente une perméabilité à l'oxygène d'au moins 10, notamment d'au moins 20 ou 40 cm3/cm2/mm/cmHg, évaluée conformément à la norme ASTM-D1434. Il peut notamment s'agir de polymère(s) appartenant à la famille des polycarbonates, qui ont une perméabilité d'environ 55 cm3/cm2/mm/cmHg (notamment ceux de
type souple/flexible).
A titre de comparaison, les feuilles de polyéthylènetéréphtalate (PET)
habituellement utilisées ont une perméabilité de 0,3 cm3/cm2/mm/cmHg.
Le terme de " feuille " est à prendre au sens large: il peut s'agir d'un substrat porteur du film fonctionnel et/ou de feuille de protection et/ou de feuille permettant son feuilletage avec un substrat rigide et plus généralement son incorporation dans des vitrages de type vitrage multiple et/ou vitrage
feuilleté. De façon générale, cette feuille est donc souple/flexible.
- 6 - En fait, il est préférable que la (les) couche(s) électroconductrice(s) disposée(s) entre le film fonctionnel et la feuille perméable à l'oxygène présente(nt) une certaine " porosité " permettant le transfert d'oxygène. De même, on peut prévoir d'emprisonner suffisamment d'oxygène dans la feuille perméable pour qu'elle puisse en relarguer progressivement vers le film fonctionnel. Il est alors souhaitable que cette feuille soit en contact au moins partiel avec une source d'oxygène renouvelée. Si l'ensemble (film fonctionnel + couches électroconductrices + feuille(s) perméable(s) à l'oxygène) est destiné à être incorporé dans un vitrage de façon à ce que la ou les feuilles perméables soient enserrées entre le film et, par exemple, un substrat rigide qui n'est pas perméable à l'oxgygène (structure de vitrage feuilleté), on peut envisager de munir la feuille perméable de moyens périphériques de mise à l'air pour assurer le renouvellement de l'oxygène dans la feuille par exemple à l'aide
de capillaires.
Si l'ensemble précité est destiné à être incorporé dans un vitrage multiple du type double vitrage isolant, vitrage pariétodynamique, on peut disposer la feuille perméable de manière à la mettre en contact avec la lame de gaz intercalaire, de type lame d'air, en prévoyant de préférence un système de
renouvellement d'air du type vitrage " respirant ".
Un mode de réalisation préféré de l'invention se présente sous la forme d'un vitrage feuilleté comprenant la séquence: substrat rigide / feuille intercalaire / feuille de protection / film fonctionnel à couches électroconductrices / feuille de protection / feuille intercalaire /
substrat rigide.
Comme évoqué au début du présent texte, le substrat rigide peut être du type verre, acrylique comme le PMMA ou en polycarbonate rigide. La feuille intercalaire est en polymère thermoplastique du type PVB, EVA ou PU, la feuille de protection du film fonctionnel peut être flexible du type PET ou polycarbonate souple (les couches électroconductrices de part et d'autre du film fonctionnel peuvent être des monocouches ou des empilements d'au
moins deux couches).
Un second mode de réalisation préféré de l'invention se présente sous forme d'un vitrage multiple du type double vitrage, comprenant la séquence: -7- substrat rigide / feuille intercalaire / feuille de protection / film fonctionnel à couches électroconductrices / feuille de protection / lame de gaz intercalaire /
substrat rigide.
Cette structure est particulièrement adéquate pour mettre en oeuvre la seconde variante, en choisissant comme feuille de protection " côté lame de gaz" une feuille hautement perméable à l'oxygène, avec du gaz intercalaire sous forme d'air de préférence renouvelable dans un montage de type vitrage respirant. Qu'il s'agisse d'un vitrage feuilleté ou d'un vitrage multiple, on peut donc selon l'invention sélectionner au moins une des feuilles dites " de protection" sous forme d'une feuille perméable à l'oxygène du type polycarbonate (souple) et/ou sélectionner au moins une des couches
électroconductrices en un matériau métallique de type Ag ou Au.
Ces feuilles de protection servent aussi de substrats porteurs souples au
film fonctionnel.
Le système selon l'invention est de préférence muni d'un filtre aux rayons ultraviolets, pour en atténuer les effets préjudiciables sur les éléments actifs et en particulier sur les colorants dichroïques. Un mode de réalisation de filtre ultraviolet consiste, dans les structures de vitrage feuilleté/multiple décrites plus haut, à feuilleter le verre (le substrat rigide) extérieur avec un substrat rigide additionnel, par l'intermédiaire d'une feuille ou d'une pluralité de feuilles de polymère à propriétés de filtre vis-à-vis des ultraviolets, par exemple à base de PVB traité de façon appropriée, et éventuellement à feuilleter de cette manière le second verre également. Un autre mode de réalisation, notamment dans le cas d'une structure feuilletée, consiste à utiliser au moins une feuille de polymère à propriétés de filtre anti-ultraviolets en tant que feuille intercalaire entre au moins une des feuilles de protection du film fonctionnel et
un des substrats rigides.
On détaille ci-après les différents composants du film fonctionnel à
proprement dit.
De préférence, les éléments actifs du type cristaux liquides sont sous forme de gouttelettes dispersées dans le médium, avec les colorants dichroïques dissous au sein desdites gouttelettes. En effet, ces colorants étant - 8 - en fait des molécules de type organique, à coefficient d'absorption anisotrope, si l'on veut obtenir une variation de l'absorption lumineuse du vitrage (donc une variation de transmission lumineuse) couplée avec une variation de sa diffusion lumineuse de façon électrocommandée, il est nécessaire que les éléments actifs vis-à-vis de la diffusion lumineuse soient étroitement associés
avec les colorants.
Ces colorants dichroïques peuvent être par exemple du type des colorants pléochroïques, ou choisis dans la famille des dérivés de
diazoquinones ou des dérivés d'anthraquinones.
Avantageusement, on peut sélectionner le pourcentage en poids de colorants dichroïques par rapport aux éléments actifs vis-à-vis de la diffusion lumineuse, (à savoir les particules polarisantes ou les cristaux liquides) dans une gamme comprise entre 0,1 et 3%, notamment entre 0,5 et 2%. Cette proportion est judicieuse à différents titres, en prenant en compte un certain nombre de paramètres, dont la limite de solubilité des colorants dans les gouttelettes, la taille des gouttelettes, la valeur de transmission lumineuse visée à l'état décoloré/transparent du système en fonction du type d'éléments
actifs et du type de médium utilisés,...
En ce qui concerne les cristaux liquides, ceux-ci peuvent être du type " NCAP ", notamment ceux utilisés dans le vitrages " Priva-Lite ", ou "PDLC ", qui ont été mentionnés plus haut. En règle générale, leur biréfringence est comprise entre 0,1 et 0,2, elle est variable notamment en fonction du médium utilisé, de l'ordre de 0,1 si le polymère du médium est de type polyuréthane (PU) et de l'ordre de 0,2 s'il est de type alcool polyvinylique
(PVA).
Ce médium est en effet de préférence à base d'un polymère de la famille des PU (latex) et/ou des PVA, généralement préparé en phase aqueuse dans
une proportion de polymères de 15 à 50% en poids par rapport à l'eau.
On a vu plus haut qu'en ce qui concerne les systèmes à particules polarisantes, celles-ci combinaient en fait un effet vis-à-vis de la diffusion
lumineuse et surtout un effet colorant jouant sur la transmission lumineuse.
Les éléments actifs vis-à-vis de la diffusion lumineuse sont avantageusement sous forme de gouttelettes de diamètre moyen compris
entre 0,5 et 2,5,um, notamment entre 1 et 2 pm, dispersées dans le médium.
La taille des gouttelettes dépend d'un certain nombre de paramètres, dont notamment la facilité d'émulsion des éléments actifs dans le médium considéré. De préférence, ces gouttelettes représentent entre 50 à 80% en poids du médium, notamment entre 55 et 70% en poids, hormis le solvant,
généralement aqueux, dudit médium.
La combinaison d'éléments actifs vis-à-vis de la diffusion lumineuse et de ceux actifs vis-à-vis de la transmission lumineuse, à savoir les colorants dichroïques associés aux cristaux liquides ou les particules polarisantes colorantes, permet d'obtenir des vitrages qui peuvent être à volonté diffusants ou non diffusants et clairs ou foncés. Ces vitrages peuvent ainsi présenter un contraste d'au moins 3, voire d'au moins 5 ou 10 et plus entre leur état sous tension et leur état hors tension. On définit le contraste par le rapport des transmissions lumineuses du vitrage à l'état le plus clair/transparent (état correspondant généralement donc à l'état sous tension) et à l'état le plus
foncé/opaque (état hors tension).
Ces systèmes à double fonctionnalité ont de nombreuses applications déjà évoquées, notamment pour des vitrages extérieurs de bâtiment, vitrages de toiture, ou vitrage pour automobile du type toit-auto, leur durabilité accrue grâce à l'invention autorisant des applications en extérieur, et bien sûr aussi comme vitrages intérieurs, de cloisonnement notamment. On peut aussi les utiliser pour équiper les fenêtres/hublots de tout moyen de transport du type
train, avion, bâteau.
Une autre application intéressante concerne tous les dispositifs
d'affichage, écrans de visualisation.
L'invention sera détaillée ci-après à l'aide d'exemples non limitatifs illustrés par les figures suivantes: O figure 1: un vitrage feuilleté selon l'invention,
O figure 2 un double vitrage selon l'invention.
EXEMPLE 1
Celui-ci se rapporte au vitrage feuilleté représenté de façon schématique à la figure 1 (sans respect des échelles entre les différents matériaux
représentés pour en faciliter la lecture).
- 10 -
Sa structure générale est la suivante: il comporte le film fonctionnel à proprement dit 1 muni sur l'une de ses faces d'une couche 2 électroconductrice transparente en oxyde d'indium dopé à l'étain ITO et sur l'autre de ses faces d'un empilement 3 de couches conductrices transparentes NiCr/Au/NiCr, avec les deux couches de NiCr de 1 nm d'épaisseur et la couche
d'Au de 8 nm d'épaisseur.
Ce film à couches conductrices 1, 2, 3 est muni de deux feuilles 4, 5 de PET de 175 pm d'épaisseur, et feuilleté à deux verres 8, 9 (des verres silicosodocalciques clairs d'épaisseur 2 mm) d'un côté par une feuille intercalaire 6 en PVB d'épaisseur 0,76 mm, et de l'autre côté par deux feuilles 7, 11 de PVB traité anti-ultraviolet (le système d'alimentation électrique est
réalisé de manière connue et non représenté/détaillé ici).
Le film 1 est d'épaisseur 30 pm. Il est constitué d'un médium sous forme de polyuréthane (PU) à 40% en poids préparé dans de l'eau, dans lequel sont dispersées des micro-gouttelettes de cristaux liquides du type NCAP d'environ 1 pm de diamètre moyen et de biréfringence 0,1, dans une proportion en poids d'l à 2% par rapport au PU. Les micro-gouttelettes contiennent 1% en poids d'un colorant dichroïque de type pléochroïque
dissous, et conférant une teinte sombre, dans les noirs à l'état hors tension.
Ce film est obtenu en faisant une émulsion sous forte agitation entre les cristaux liquides dans lequel on a dissout les colorants et le médium, puis en formant le film par coulée sur la feuille de PET préalablement munie de la couche électroconductrice en ITO. Le film après séchage pour retirer le solvant du médium, est calandré avec la seconde feuille de PET munie de la couche
métallique.
Cette structure illustre la première variante de l'invention, à savoir la substitution d'une des couches conductrices classiques en ITO par une couche
conductrice en métal.
Quand il est mis sous tension, le vitrage présente un état non diffusant, avec un flou d'au plus 8%, et clair, avec une valeur de transmission lumineuse TL selon l'illuminant D65 de 40%. Hors tension, il est diffusant, avec un flou d'au moins 96%, et foncé, avec une TL de 12%. On atteint ainsi un contraste
- 11 -
C d'environ 3. (Le flou est défini comme le rapport de la transmission diffuse
sur la transmission totale mesurées à 550 nm).
A noter que le vitrage est donc ici muni d'un filtre ultraviolet, en l'occurrence formé par les deux feuilles de PVB traitées anti- ultraviolet 7, 11, chacune d'épaisseur 0,76 mm, venant se substituer à une feuille intercalaire en PVB standard comme la feuille de PVB 6. Le montage s'effectue de façon à
ce que ce soit le verre 9 qui soit tourné vers l'extérieur.
Le vitrage ainsi constitué a été soumis à un test de vieillissement accéléré selon le cycle " jour " de la norme SAEJ 1 885 (Society of Automative Engineers), par exposition à un rayonnement continu à 0,55 W/nm/m2 de longueur d'onde 340 nm, à 90 C au panneau noir. Il a résisté à la dégradation pendant une durée d'exposition de 240 heures (c'est-à- dire que la différence AE* selon le système de colorimétrie (L*, a*,b*) entre l'état du vitrage à l'instant t et son état à l'instant initial to, quand le vitrage est hors tension, est
restée inférieure ou égale à 5 pendant ce laps de temps).
EXEMPLE COMPARATIF 1
A titre de comparaison, le même test a été subi par un vitrage en tout point identique au vitrage de l'exemple 1, mais utilisant à la place de l'empilement NiCr/Au/NiCr une seconde couche d'lTO identique à la première: ce vitrage comparatif n'a résisté que 70 heures, ce qui correspond donc à une durée de vie plus de trois fois plus faible que pour le vitrage de l'exemple 1
conforme à l'invention.
EXEMPLE 2
Celui-ci se rapporte également à un vitrage feuilleté selon la structure
représentée à la figure 1.
On a utilisé dans cet exemple un autre type de film fonctionnel 1, permettant d'obtenir un contraste C plus élevé: d'épaisseur 30 pm, il est constitué d'un médium avec un latex PU et PVA préparé dans de l'eau à 20% en poids, dans lequel sont dispersées des gouttelettes de cristaux liquides de type NCAP de diamètre environ 1 /m et de haute biréfringence, égale à 0,2,
dans une proportion en poids par rapport au latex PU + PVA d'environ 62 %.
Dans ces gouttelettes sont dissous 2% du même colorant dichroïque
sombre qu'à l'exemple 1.
- 12 -
Ce vitrage présente à l'état sous tension un état non diffusant avec un flou d'au plus 15% et une TL de 30 %. Hors tension, il est diffusant avec un
flou de 100% et une TL de 2%. On atteint ainsi un contraste C de 15.
Ce vitrage muni du filtre aux ultraviolets a subi le même test de vieillissement accéléré que l'exemple 1: il a résisté à la dégradation 200
heures, selon le même critère.
EXEMPLE COMPARATIF 2
Cet exemple 2 comparatif est identique à l'exemple 2, mis à part le fait qu'il utilise une seconde couche conductrice en ITO plutôt qu'un empilement NiCr/Au/NiCr. Il n'a résisté que 60 heures au test de vieillissement, ce qui correspond donc à une durée de vie trois fois plus faible que celle de l'exemple
2 conforme à l'invention.
EXEMPLE 3
Cet exemple se rapporte au double vitrage très schématiquement
représenté en figure 2.
Il comporte le film fonctionnel 21 muni sur chacune de ses faces d'une couche 22, 23 d'lTO (même film fonctionnel et mêmes couches d'lTO qu'à l'exemple 1). Ce film à couches 21, 22, 23 est muni sur l'une de ses faces d'une feuille 24 en PET identique à la couche 4 en PET de l'exemple 1 et sur I'autre de ses faces d'une feuille 25 en polycarbonate souple d'épaisseur 175 /pm. La couche 22 d'lTO en contact avec la feuille 25 en polycarbonate est déposée par pulvérisation cathodique de façon à présenter une porosité
suffisante (vis-à-vis de l'oxygène).
Du côté de la feuille 24 en PET, on a ensuite deux feuilles en PVB 26, 28 anti-ultraviolet (comme les feuilles 7, 11 de la figure 1), puis un substrat en
verre 27.
Du côté de la feuille 25 en polycarbonate, il y a ensuite une lame d'air
intercalaire 31, puis un verre 32 (identique aux autres verres du vitrage).
Ce verre 32 est également muni d'un filtre aux ultraviolets composé de deux feuilles de PVB traitées anti-ultraviolet 29, 30 (identiques aux feuilles 26,
28) et feuilletées à un troisième verre 33 identique aux deux autres verres.
Par souci de clarté, on n'a pas représenté le système d'alimentation
électrique du film 21, ni le système de montage du double vitrage.
- 13 -
Ce vitrage illustre donc la seconde variante de l'invention, o l'on a substitué l'une des feuilles de PET par une feuille de polycarbonate hautement perméable à l'oxygène et en contact permanent avec la lame d'air du double vitrage (en munissant de préférence le vitrage d'ouvertures permettant le renouvellement de l'air de la lame d'air). Il est muni de deux filtres ultraviolets, côté extérieur et côté intérieur. Ils
restent cependant optionnels, notamment celui côté intérieur. Il a été constaté qu'un tel vitrage avait approximativement une durée de
vie au moins trois fois plus longue qu'un vitrage en tout point identique mais
ayant une feuille de PET à la place de la feuille 25 en PC.
En conclusion, I'invention a permis de découvrir comment pallier à la dégradation prématurée des vitrages à diffusion électrocommandable et à colorant dichroïque ou particules polarisantes, en mettant en oeuvre différents moyens pour inhiber/prévenir/compenser le phénomène de photoréduction des
colorants dichroïques/des particules polarisantes elles-mêmes dichroïques.
Il va de soi que les deux variantes de l'invention peuvent être cumulées, c'est-à-dire que l'on peut prévoir de munir les films fonctionnels à la fois de couches conductrices métalliques et de feuilles de polymère perméable à Il'oxygène. L'invention permet d'élargir les applications de tels vitrages, en visant aussi des applications en extérieur o les vitrages sont particulièrement exposés aux rayonnements ultraviolets solaires, même dans des configurations particulièrement sollicitantes, c'est-à-dire en position horizontale ou oblique (toit- auto, vitrage de toiture,...). L'invention s'est révélée efficace même pour les vitrages à fort contraste et/ou quand le taux de colorant est relativement élevé.
- 14 -

Claims (14)

REVENDICATIONS
1. Système électrocommandable à diffusion et/ou transmission lumineuse variable comprenant un film (1, 21) fonctionnel muni de couches électroconductrices (2, 3, 22, 23), ledit film comportant des éléments actifs sous forme de particules polarisantes, ou de cristaux liquides associés à des colorants dichroïques, et en suspension dans un médium, caractérisé en ce que ledit système est muni de moyen(s) prévenant/compensant la dégradation par photoréduction d'au moins une partie des éléments actifs, notamment la
dégradation des colorants dichroïques et/ou celle des particules polarisantes.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen prévenant la dégradation par photoréduction comprend la sélection d'au moins
une couche électroconductrice (3) essentiellement métallique.
3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que la couche électroconductrice essentiellement métallique (3) est choisie à base d'argent ou d'or, et de préférence munie sur au moins une de ses faces d'une couche protectrice plus mince, notamment également métallique du type acier, alliage NiCr.
4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en
ce que le moyen prévenant la dégradation par photoréduction comprend la mise en contact du film muni des couches électroconductrices (21, 22, 23), sur au moins une de ses faces, avec une feuille (25) à base de matériau
polymère perméable à l'oxygène.
5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que la feuille (25) à base de matériau polymère présente une perméabilité à l'oxygène d'au moins 10, notamment d'au moins 20 ou 40 cm3/cm2/mm/cmHg selon la norme
ASTM-D1434, et appartient notamment à la famille des polycarbonates.
6. Système selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que
la feuille (25) perméable à l'oxygène protège le film fonctionnel (21) et/ou fait fonction de substrat porteur et/ou autorise son feuilletage ou assemblage
quand il est incorporé dans des vitrages multiples et/ou feuilletés.
7. Système selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que
la feuille (25) perméable à l'oxygène est en contact au moins partiel avec une source d'oxygène de préférence renouvelée, notamment en la munissant de
- 15 -
moyens périphériques de mise à l'air, notamment dans une structure de vitrage feuilleté et/ou en la disposant au contact de la lame de gaz intercalaire (31)
dans une structure de vitrage multiple.
8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en
ce qu'il est sous forme d'un vitrage feuilleté, comprenant notamment la séquence: substrat rigide(8)/feuille intercalaire (6)/feuille de protection(4)/film fonctionnel à couches électroconductrices (1, 2, 3)/feuille de protection(5)/feuille(s)
intercalaire(s)(1 O, 11)/substrat rigide(9).
9. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il
est sous forme de vitrage multiple, notamment de double vitrage, comprenant notamment la séquence: substrat rigide(27)/feuille(s) intercalaire(s)(26, 28)/feuille de protection(24)/film fonctionnel à couches électroconductrices(21, 22, 23)/feuille de
protection(25)/lame de gaz intercalaire(31)/substrat rigide(32).
10. Système selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce
qu'au moins une des feuilles de protection (25) du film fonctionnel est perméable à l'oxygène, du type polycarbonate, et/ou au moins une des
couches électroconductrices (3) est métallique du type Ag, Au.
1 1. Système selon l'une des revendications 9 ou 10, caractérisé en ce
que le système est muni d'un filtre aux rayons ultraviolets, comprenant notamment au moins une feuille intercalaire filtrante à base de polymère (7, 11; 26, 28; 29, 30) feuilletant au moins un des substrats rigides à un substrat rigide supplémentaire, ou disposée entre une feuille de protection du
film fonctionnel et un des substrats rigides.
12. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en
ce que les cristaux liquides sont sous forme de gouttelettes dispersées dans le
médium, les colorants dichroïques étant dissous au sein desdites gouttelettes.
13. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en
ce que les colorants dichroïques sont choisis dans la famille des dérivés de
diazoquinones ou des dérivés d'anthraquinones.
- 16 -
14. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en
ce que le pourcentage en poids de colorants dichroïques par rapport aux
cristaux liquides est compris entre 0,1 et 3%, notamment entre 0,5 et 2%.
1 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en
ce que le médium comporte au moins un polymère de la famille des polyuréthanes et/ou de la famille des alcools polyvinyliques préparé dans un solvant, notamment déposé en phase aqueuse, dans une proportion en poids
de 1 5 à 50% par rapport audit solvant.
1 6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en
ce que les particules polarisantes ou les cristaux liquides sont sous forme de gouttelettes d'un diamètre de 0,5 à 2,5, notamment de 1 à 2 pm, dispersées dans le médium, notamment selon un pourcentage en poids de 50 à 80% par
rapport au médium hormis le solvant.
17. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en
ce qu'il présente un contraste C entre son état diffusant et son état
transparent d'au moins 3, notamment d'environ 5 ou plus.
i18. Application du système selon l'une des revendications précédentes
à des vitrages électrocommandables à diffusion et transmission lumineuses
variables ou à des écrans de visualisation.
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